采用自适应无迹卡尔曼滤波的卫星姿态确定

摘要：

针对现有算法卫星姿态确定中模型参数估计不准确,系统存在外界干扰下稳定性差和跟踪精度不足的问题,提出一种自适应无迹卡尔曼滤波算法,对卫星三轴姿态进行估计.首先分析了陀螺和星敏组合定姿的工作原理,然后推导了以误差四元数为状态变量的卫星姿态运动学方程.滤波过程中,该算法引入自适应矩阵,对量测噪声协方差矩阵进行调整;依据滤波发散判别准则,对系统噪声协方差矩阵进行自适应修正,抑制滤波过程中可能的发散情形,获得了良好的自适应性能.实验结果表明,在参数估计不准确时,自适应无迹卡尔曼滤波相比鲁棒自适应UKF算法,三轴估计精度的均方根误差(RMSE)分别提升了 30.0％,34.1％,22.4％.该算法基本满足卫星姿态确定的高精度、强鲁棒性等要求.

关键词：卫星姿态确定、自适应滤波、误差四元数、鲁棒性

所属期刊栏目：29

分类号：V448.21(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金青年基金资助项目No.62005275

在线出版日期：2021-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：637-645